Trong các dòng sông tự nhiên, nước chảy từ thượng nguồn xuống hạ lưu trộn lẫn với phù sa, và thường rửa trôi lòng sông và các mái dốc bờ, điều này cho thấy trong nước có một lượng năng lượng nhất định.Trong điều kiện tự nhiên, năng lượng tiềm năng này được tiêu thụ để sục rửa, đẩy trầm tích và vượt qua lực cản ma sát.Nếu chúng ta xây dựng một số tòa nhà và lắp đặt một số thiết bị cần thiết để tạo dòng nước ổn định qua tuabin nước, tuabin nước sẽ được điều khiển bởi dòng nước, giống như một cối xay gió, có thể quay liên tục và năng lượng nước sẽ được chuyển đổi thành cơ năng.Khi tuabin nước dẫn động máy phát điện quay cùng nhau, nó có thể tạo ra điện, và năng lượng nước được chuyển thành năng lượng điện.Đây là nguyên lý cơ bản của việc phát điện bằng thủy điện.Tua bin nước và máy phát điện là những thiết bị cơ bản nhất để sản xuất thủy điện.Tôi xin giới thiệu sơ qua với các bạn những kiến thức ít ỏi về sản xuất thủy điện.
1. Năng lượng thủy điện và dòng nước
Trong thiết kế công trình thủy điện, để xác định quy mô công trình phải biết khả năng phát điện của trạm điện.Theo nguyên lý cơ bản của sản xuất điện thủy điện, không khó để thấy rằng công suất phát điện của nhà máy điện được xác định bằng khối lượng công việc có thể thực hiện của dòng điện.Chúng ta gọi tổng công mà nước có thể làm được trong một khoảng thời gian nhất định là năng lượng của nước, và công có thể thực hiện được trong một đơn vị thời gian (giây) được gọi là cường độ dòng điện.Rõ ràng, công suất của dòng nước càng lớn thì khả năng phát điện của trạm phát điện càng lớn.Vì vậy, muốn biết công suất phát điện của trạm phát điện, trước hết phải tính công suất dòng nước.Công suất dòng nước trên sông có thể được tính theo cách này, giả sử rằng độ sụt của mặt nước trong một đoạn sông nhất định là H (mét), và lượng nước H đi qua mặt cắt ngang của sông tính bằng đơn vị thời gian (giây) là Q (mét khối / giây) thì dòng Công suất tiết diện bằng tích của trọng lượng của nước và độ rơi.Rõ ràng, giọt nước càng cao, lưu lượng càng lớn, và sức mạnh dòng nước càng lớn.
2. Sản lượng của các trạm thủy điện
Dưới một đầu và lưu lượng nhất định, điện năng mà một trạm thủy điện có thể tạo ra được gọi là sản lượng thủy điện.Rõ ràng, công suất đầu ra phụ thuộc vào sức mạnh của dòng nước qua tuabin.Trong quá trình chuyển hóa năng lượng nước thành năng lượng điện, nước phải vượt qua lực cản của lòng sông hoặc các công trình trên đường đi từ thượng nguồn đến hạ lưu.Tua bin nước, máy phát điện và thiết bị truyền động cũng phải vượt qua nhiều lực cản trong quá trình làm việc.Để vượt qua lực cản, phải làm việc, và tiêu hao năng lượng dòng nước, đó là điều không thể tránh khỏi.Do đó, công suất dòng nước có thể được sử dụng để phát điện nhỏ hơn giá trị thu được theo công thức, nghĩa là, sản lượng của trạm thủy điện phải bằng công suất dòng nước nhân với hệ số nhỏ hơn 1. Hệ số này còn được gọi là hiệu suất của trạm thủy điện.
Giá trị cụ thể của hiệu suất của một trạm thủy điện liên quan đến lượng tổn thất năng lượng xảy ra khi nước chảy qua công trình và tuabin nước, thiết bị truyền tải, máy phát điện,… tổn thất càng lớn thì hiệu suất càng giảm.Ở một trạm thủy điện nhỏ, tổng thiệt hại này chiếm khoảng 25-40% công suất của dòng nước.Có nghĩa là, dòng nước có thể tạo ra 100 kilowatt điện đi vào trạm thủy điện, và máy phát điện chỉ có thể tạo ra 60 đến 75 kilowatt điện, như vậy hiệu suất của trạm thủy điện đó tương đương với 60 ~ 75%.
Từ phần giới thiệu trước có thể thấy rằng khi tốc độ dòng chảy của trạm phát điện và mức chênh lệch mực nước là không đổi, thì sản lượng điện của trạm điện phụ thuộc vào hiệu suất.Thực tiễn đã chứng minh rằng ngoài hiệu suất của tuabin thủy lực, máy phát và thiết bị truyền tải, các yếu tố khác ảnh hưởng đến hiệu quả của các nhà máy thủy điện như chất lượng xây dựng công trình và lắp đặt thiết bị, chất lượng vận hành và quản lý, thiết kế của trạm thuỷ điện đúng chưa, đều là những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của trạm thuỷ điện.Tất nhiên, một số yếu tố ảnh hưởng là chính và một số là phụ, và trong những điều kiện nhất định, yếu tố chính và phụ cũng sẽ chuyển hóa lẫn nhau.
Tuy nhiên, dù là yếu tố nào thì yếu tố quyết định vẫn là con người không phải là vật thể, máy móc do con người điều khiển, công nghệ do tư tưởng điều khiển.Vì vậy, trong thiết kế, xây dựng và lựa chọn thiết bị các công trình thủy điện cần phát huy hết vai trò chủ quan của con người, nỗ lực vượt bậc về công nghệ để giảm thiểu tổn thất năng lượng của dòng nước đến mức thấp nhất có thể.Điều này xảy ra đối với một số nhà máy thủy điện có mức nước tương đối thấp.Nó đặc biệt quan trọng.Đồng thời, cần tăng cường có hiệu quả công tác quản lý vận hành các công trình thủy điện để nâng cao hiệu quả hoạt động của các công trình điện, tận dụng nguồn nước, tạo điều kiện cho các công trình thủy điện nhỏ phát huy vai trò lớn hơn.
Thời gian đăng bài: 06-09-2021
